Химия
8 класс
Вопрос
В закрытый сосуд неизвестного объема ввели 560 г азота и 16 г водорода. После нагревания до 500∘C в присутствии катализатора прореагировало 75 % водорода и установилось равновесие при давлении 15,15⋅105Па. Вычислить объем сосуда.
Ответ
В сосуд было введено 20 моль (560:28) азота и 8 моль (16:2) водорода. В реакцию вступило 6 моль (8,0⋅0,75) водорода. Согласно уравнению реакции
N2+3H2⇌2NH3
прореагировало 2 моль (6:3) азота и образовалось 4 моль аммиака. В равновесии находилось 2 моль (8 - 6) водорода 18 моль (20 - 2) азота. Общее количество молей газов равно 24 моль (2 моль H2 + 18 моль N2 + 4 моль NH3). При нормальных условиях 24 моль газов занимает объем 537,6 л (22,4⋅24).
Используя соотношение
P0V0T0=PVT,
вычислим объем сосуда:
V=P0V0TPT0=1,01⋅105⋅537,6⋅77315,15⋅105⋅273∼101 л.
Объем сосуда можно также рассчитать, воспользовавшись уравнением Менделеева - Клапейрона:
PV=nRT